Rancang Bangun Mesin Pelet Benih Padi

RANCANG BANGUN MESIN PELET BENIH PADI

AN SYAHRUL DARISSALAM

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun
Mesin Pelet Benih Padi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2015

An Syahrul Darissalam
NIM F14090117

ABSTRAK
AN SYAHRUL DARISSALAM. Rancang Bangun Mesin Pelet Benih Padi.
Dibimbing oleh AGUS SUTEJO dan ENY WIDAJATI
Alat tanam benih padi langsung memiliki kekurangan yaitu tidak dapat
menjatuhkan benih dalam jumlah yang teratur pada larikan. Benih dapat
menyangkut atau jatuh pada posisi vertikal pada lubang seed metering device
karena benih pada hopper disimpan dalam kondisi curah. Penelitian ini bertujuan
untuk merancang bangun mesin yang dapat melakukan pelapisan benih untuk
mengubah bentuk fisik padi menjadi bulat. Kriteria desain mesin pelet benih padi
adalah hasil pelapisan berbentuk bulat dan memiliki diameter 10 mm. Hasil desain
mesin pelet benih padi menggunakan motor DC sebagai penggerak dengan daya
13.56 W. Komponen mesin berupa rangka, tabung pencampur, motor, poros,
bantalan, tabung penampung cairan dan selang. Hasil analisis dan perhitungan
tabung pencampur, poros dan bantalan dapat diketahui dimensi tabung = Ø300
mm × 299.5 mm dengan diameter dan panjang mulut tabung Ø = 190 mm dan 110
mm, diameter poros = 25 mm dan menggunakan bantalan pillow block UCP20516. Pelapisan menggunakan tepung tapioka dan minyak goreng untuk membentuk
pelet benih padi yang bulat dan kompak. Putaran mesin yang memberikan pelapisan

benih terbaik adalah 35.9 rpm. Pelet benih padi yang dihasilkan memiliki diameter
yang beragam antara 10-30 mm. Pelet benih padi yang berdiameter 10-12 mm ratarata mengandung 2-3 biji benih padi
Kata kunci: atabela, benih padi, pelapisan benih, rancang bangun mesin

ABSTRACT
AN SYAHRUL DARISSALAM. Design of Rice Seeds Pelleting Machine.
Supervised by AGUS SUTEJO and ENY WIDAJATI
Direct-seed rice planter has disadvantage that cannot drop the seed in
regular amount on planting array. Seed rice can be stucked or droped on vertical
position inside seed metering device hole because the seed which are stored in
hopper are in bulk condition. The aim of this research was to designing device
which can coat the seed and change physical condition into round-shaped seed.
Final design of the device produced round-shaped seed with diameter 10 mm. The
device used 13.56 DC motor to run machine. Part of device consist of frame
device, mixer tube, motor, shaft, reservoir bed, liquid reservoir and hose. The
result showed that dimension of tube was = Ø300 mm × 299.5 mm with diameter
Ø = 190 mm and length 110 mm, shaft diameter = 25 mm and using pillow block
UCP205-16. The coated stuff contained tapioca flour combined with cooking oil
which make the seed round and solid. The spin which produced best coated seed
was 35.9 rpm. Coated seed had various diameter between 10 mm to 30 mm.

Coated seed with diameter 10-12 mm contained 2-3 of rice seed.
Keywords: Direct-seed rice planter, rice seed, coated stuff, designing device

RANCANG BANGUN MESIN PELET BENIH PADI

AN SYAHRUL DARISSALAM

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

Judul Skripsi : Rancang Bangun Mesin Pelet Benih Padi

Nama
: An Syahrul Darissalam
NIM
: F14090117

Disetujui oleh

Ir Agus Sutejo, MSi
Pembimbing I

Dr Ir Eny Widajati, MSi
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Desrial, MEng
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penelitian dan skripsi ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang
mulai dilaksanakan pada bulan Maret 2014 hingga Agustus 2014 dengan judul
Rancang Bangun Mesin Pelet Benih Padi.
Dengan selesainya penelitian hingga tersusunnya skripsi ini, penulis ingin
menyampaikan terimakasih kepada Bapak Ir Agus Sutejo, MSi selaku dosen
pembimbing pertama dan Ibu Dr Ir Eny Widajati MSi selaku dosen pembimbing
kedua yang telah memberikan dukungan serta arahan dan bimbingan selama
penelitian dan pembuatan skripsi. Ungkapan terimakasih juga penulis sampaikan
kepada ayah, ibu, kakak dan adik tercinta yang telah memberikan dorongan,
motivasi, dan tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada Risqi Maydia
Susanti yang telah memberikan bantuan, semangat, dan motivasi kepada penulis
selama menyelesaikan tugas akhir dan doa serta serta dukungan dari teman-teman
ORION 46, khususnya teman satu bimbingan.
Penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak dan
memberikan kontribusi terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang
pertanian.

Bogor, Januari 2015
An Syahrul Darissalam

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Sifat Fisik Gabah

2

Pelapisan Benih

3

Motor DC

4

METODE

4

Tempat dan Waktu Penelitian

4

Bahan

6

Alat

6

Tahapan Desain

6

ANALISIS RANCANGAN DAN KONSTRUKSI

7

Rancangan Fungsional

7

Rancangan Struktural

8

HASIL DAN PEMBAHASAN

21

Uji Fungsional

21

Uji Kinerja

23

SIMPULAN DAN SARAN

26

Simpulan

26

Saran

27

DAFTAR PUSTAKA

27

LAMPIRAN

29

RIWAYAT HIDUP

38

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Spesifikasi persyaratan mutu benih padi
Uraian fungsi bagian bagian dari mesin pelet benih padi
Volume campuran bahan berdasarkan tinggi pengisian
Spesifikasi motor DC
Jenis-jenis faktor koreksi berdasarkan daya yang akan ditransmisikan
Faktor bantalan bola alur dalam baris tunggal
Hasil pengujian putaran pada poros transmisi
Hasil pengujian mesin dengan cairan pelarut air
Hasil pengujian mesin dengan cairan pelarut minyak goreng
Pengaruh tegangan input terhadap hasil pelapisan benih padi
Pengaruh tegangan input terhadap jumlah bahan yang menempel pada
dinding tabung pencampur

3
8
9
12
13
17
22
23
24
25
25

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Bentuk fisik benih padi
Gearmotor DC
Diagram alir proses pembuatan mesin pelet benih padi
Aerosol PTFE sebagai anti lengket
Tinggi pengisian maksimal
Nilai inersia tabung pencampur pada mass properties Solidworks
Skema diagram bebas poros
Kran air
Diagram alir proses pengujian kinerja mesin
Benih selama proses pelapisan, (a) benih sebelum diproses, (b) benih
dicampur dalam tabung pencampur, (c) benih setelah dicampur, (d)
benih setelah diproses
Digital tachometer
Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan menggunakan air
Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan menggunakan minyak
goreng
Pengaruh tegangan input dan jenis cairan pelarut terhadap jumlah pelet
benih padi hasil pelapisan

2
4
5
8
9
10
15
19
20

21
22
23
24
25

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Batang baja karbon yang difinis dingin (Standar JIS G3123)
Umur desain bantalan yang disarankan
Gambar perakitan mesin pelet padi
Gambar orthogonal mesin pelet benih padi
Rangka mesin
Tabung pencampur dan poros
Dudukan motor
Dudukan selang
Penampung cairan pelarut

29
30
31
32
33
34
35
36
37

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penanaman padi secara konvensional membutuhkan banyak tenaga kerja.
Diluar sektor pertanian saat ini juga banyak melakukan penyerapan tenaga kerja.
Kondisi ini mengakibatkan jumlah rumah tangga usaha pertanian dari tahun ke
tahun mengalami penurunan. Penurunan ini juga diikuti dengan menurunnya
jumlah tenaga kerja pertanian. Sebagian besar masih didominasi dengan tenaga
kerja dengan usia diatas 35 tahun. Kondisi ini membuat tarif upah tenaga kerja
terus mengalami kenaikan dan ditambah dengan populasi tenaga kerja pertanian
yang terampil jumlahnya terbatas.
Penggunaan alat dan mesin untuk memudahkan kegiatan pertanian sudah
banyak berkembang dan diaplikasikan, salah satunya pada kegiatan penanaman
benih. Penerapan mekanisasi dalam proses penanaman benih dapat dilihat dari
penggunaan alat penanam padi yang tanpa melalui proses persemaian terlebih
dahulu yaitu atabela. Alat tersebut berupa tabung yang terbuat dari drum atau pipa.
Benih yang telah disiapkan ditampung dalam hopper kemudian alat ditarik oleh
operator untuk proses penaburan benihnya. Penggunaan alat tersebut memiliki
kekurangan yaitu tidak dapat menjatuhkan benih dalam jumlah yang teratur dalam
larikan.
Mekanisme pengeluaran benih pada tabela diatur oleh seed metering device.
Lubang pengeluaran seed metering device memiliki diameter 10 mm sesuai
dengan rata-rata panjang benih gabah. Akan tetapi karena bentuk fisik benih padi
yang loncong dan memiliki ujung runcing pada setiap ujungnya menyebabkan
benih jatuh tidak seragam. Sebagai contoh, jika benih didalam seed metering
device jatuh dengan posisi horisontal maka benih dapat keluar sesuai dengan yang
diharapkan. Tetapi, jika posisi benih pada seed metering device dalam posisi
vertikal, maka benihpun juga dapat keluar tetapi kemungkinan jumlahnya lebih
banyak daripada benih yang keluar dengan posisi horisontal. Ada kemungkinan
benih dapat menyangkut pada lubang seed metering device, sebab benih disimpan
dalam hopper dalam kondisi curah.
Proses pelapisan benih dilakukan untuk mengubah bentuk fisik padi menjadi
bulat agar dapat menyeragamkan jumlah benih yang jatuh. Dengan bentuk bulat
(pellet), benih padi dapat keluar melalui seed metering device tanpa adanya biji
yang menyangkut atau terlalu banyak yang jatuh. Selain untuk penyeragaman,
pelapisan benih digunakan untuk memperbaiki mutu benih menjadi lebih baik
dengan menambahkan suatu zat atau komponen lain yang dapat membantu
mengoptimumkan perkecambahan benih disemua kondisi lingkungan (Copeland
dan McDonald 2001).
Pelapisan benih dalam industri benih sangat efektif karena dapat
memperbaiki penampilan benih, meningkatkan daya simpan, mengurangi
penularan penyakit dari benih disekitarnya dan dapat digunakan sebagai pembawa
zat aditif, misalnya: antioksidan, antimikroba, repellent, mikroba antagonis, dan
zat pengatur tumbuh. Pelapisan dilakukan untuk melindungi kualitas fisik benih
serta melindungi benih dari pengaruh lingkungan saat proses penyimpanan (Ilyas
2003) dalam Yuningsih (2009). Proses pelapisan benih dengan metode seed

2
pelleting sekarang sudah dapat dilakukan dengan menggunakan mesin, tetapi
mesin yang ada digunakan untuk pelapisan benih produk hortikultura, sedangkan
pelapisan untuk benih padi masih sebatas pelapisan dengan metode seed coating.
Berdasarkan hasil rancang bangun ini diharapkan mesin dapat membuat pelet benih
padi berbentuk bulat untuk proses selanjutnya pada kegiatan penanaman
menggunakan alat tanam benih langsung.

Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah merancang, membangun dan menguji mesin pelet
benih padi sehingga dihasilkan bentuk benih yang bulat. Pengujian mesin pelet benih
padi dimaksudkan untuk mengetahui kinerja dari mesin yang dirancang.

TINJAUAN PUSTAKA
Sifat Fisik Gabah
Biji padi atau gabah terdiri atas dua penyusun utama, yaitu 72-82% bagian
yang dapat dimakan (kariopsis) disebut beras pecah kulit (brown rice) dan 1818% kulit gabah atau sekam. Gabah dan biji-bijian secara umum merupakan
bahan pangan yang penting karena sifatnya yang mampu mempertahankan mutu
selama penyimpanan dengan baik. Gabah yang baru dipanen memiliki kadar air
antara 20-27%. Pada proses penyimpanan, gabah hasil pemanenan masih memiliki
kadar air yang tinggi untuk itu kadar airnya harus diturunkan terlebih dahulu
hingga 18% (Haryadi 2008). Pada Gambar 1 berikut ini ditunjukkan bentuk fisik
benih padi.

Gambar 1 Bentuk fisik benih padi

3
Gabah atau biji padi yang dipersiapkan untuk benih padi harus memenuhi
persyaratan mutu standar. Persyaratan mutu benih padi di Indonesia telah dibuat
oleh Badan Standar Nasional. Sesuai dengan SNI 01-6233.4-2003, persyaratan
mutu benih padi dapat dilihat pada Tabel 1. Setiap varietas beras memiliki ukuran
butir gabah yang berbeda-beda. Secara umum gabah memiliki panjang antara 8-10
mm dan memiliki lebar 2.4-3 mm. Densitas gabah berkisar antara 454.4-577.0
kg/m3 (Indrasari et al. 2007).

No
1
2
3
4
5
6

Tabel 1 Spesifikasi persyaratan mutu benih padi
Jenis analisa
Satuan
Persyaratan
Kadar air
%
maksimum 13
Benih murni
%
minimum 98
Daya berkecambah/
%
minimum 80
daya tumbuh
Kotoran benih
%
maksimum 2
Biji tanaman lain
%
0
Biji gulma
%
0

Pelapisan Benih
Pelapisan benih merupakan salah satu metode seed enhancement, yaitu suatu
metode untuk memperbaiki mutu benih menjadi lebih baik melalui penambahan
bahan kimia pada lapisan luar benih yang dapat mengendalikan dan meningkatkan
perkecambahan benih. Terdapat dua tipe pelapisan benih yang telah dikomersialkan
yaitu seed coating dan seed pelleting. Perbedaan utama dari keduanya adalah ukuran,
bentuk, bobot dan ketebalan lapisan yang dihasilkan. Ilyas (2003) dalam Yuningsih
(2009) menyatakan bahwa coating memungkinkan untuk menggunakan bahan yang
lebih sedikit dan bentuk asli benih masih terlihat serta bobot benih hanya meningkat
0.1-2 kali sedangkan pelleting dapat mengubah bentuk benih yang tidak seragam
menjadi bulat dan seragam serta dapat meningkatkan bobot benih hingga 2-50 kali.
Ukuran pelet benih yang telah dipasarkan memiliki ukuran yang relatif beragam.
Benih dengan ukuran besar seperti bawang dan tomat, dan benih dengan ukuran
sangat kecil seperti Begonia sp. Pada bawang, benih dapat meningkatkan 6 kali lipat
setelah dilakukan pelleting. Benih bawang sebanyak 230 biji/gram setelah dilakukan
pelleting memiliki diameter 0.54 cm. Volume 1000 benih bawang sebelum dilakukan
pelapisan adalah 3.7 cm3 dan setelah dilakukan pelleting memiliki volume 18 cm3.
Pada benih begonia, benih memiliki berat rata-rata 88 000 biji/gram. Setelah
dilakukan pelleting, berat rata-rata benih dapat mencapai 857 biji/gram. Peningkatan
massa pada benih begonia lebih dari 100 kali lipat (Hill 1999).
Manfaat pelapisan benih yang dapat mengubah permukaan benih yang
berbentuk tidak teratur menjadi teratur memungkinkannya disemai dengan jarak
tanam yang tepat. Beberapa syarat bahan pelapis benih yaitu dapat mempertahankan
kadar air benih selama penyimpanan, dapat menghambat laju respirasi seminimal
mungkin, tidak bersifat toksik terhadap benih, bersifat mudah pecah dan larut apabila
terkena air, bersifat porous, tidak mudah mencair, bersifat higroskopis, bersifat

4
sebagai bahan perambat dan penyimpan panas yang rendah, dan harga relatif murah
sehingga dapat menekan harga benih (Kuswanto 2003).

Motor DC
Motor DC adalah komponen elektromagnetis yang mengubah energi listrik
menjadi energi mekanik. Motor DC menggunakan sumber tenaga listrik tegangan
searah. Secara umum, motor DC terdiri dari stator dan rotor. Bagian stator berupa
magnet silinder yang dipasang secara berpasangan. Magnet stator berupa magnet
murni atau kumparan elektromagnet yang memiliki beda kutub disekitar stator.
Motor DC sendiri dibagi menjadi 2 yaitu motor DC tipe sikat dan tak bersikat.
Motor DC tipe sikat menghasilkan gerakan dari osilasi arus listrik dalam
sebuah rotor lilitan dengan sebuah commutator split ring, dan sebuah stator. Rotor
terdiri dari silinder besi terlaminasi yang dipasang pada batang penggerak yang
diberi bantalan (bearing) sehingga shaft dapat berputar. Salah satu contoh motor
DC tipe sikat adalah Gearmotor DC (Gambar 2). Motor DC tipe tak bersikat
memiliki cara kerja yang sama dengan tipe sikat yaitu menggunakan osilasi arus
listrik dalam rotor dan stator. Pada motor tipe sikat arus listrik dialirkan ke koil
menggunakan comutator atau brushgear, sedangkan pada tipe tak sikat arus listrik
dialirkan menggunakan switch yang disesuaikan dengan posisi rotor dan stator.
Penggunaan motor DC lebih mudah daripada motor AC karena dapat diatur
jumlah putaran kecepatannya. Beberapa cara mengatur kecepatan motor DC yaitu:
a. Mengubah tegangan listrik
b. Mengubah tahanan luar
c. Mengatur medan shunt

Gambar 2 Gearmotor DC

METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Kegiatan penelitian dimulai dengan proses identifikasi masalah, pembuatan
model 3 dimensi, pembuatan prototipe mesin sampai dengan pengujian mesin.

5
Tahap pengumpulan informasi tentang mekanisme pembuatan pelet, studi pustaka
dan pembuatan gambar 3 dimensi mesin dilakukan pada bulan Maret-April 2014.
Tahap pembuatan prototipe dilakukan pada bulan Mei 2014, proses pengujian dan
pengambilan data dilakukan pada bulan Juni-Agustus 2014.
Proses pembuatan mesin dan pengujian dilaksanakan di bengkel CV Daud
Teknik Maju desa Neglasari, Dramaga, Bogor. Tahapan-tahapan perancangan dan
pembuatan mesin pelet benih padi dapat dilihat pada Gambar 3.

Mulai

Identifikasi permasalahan

Penentuan parameter,
rancangan fungsional
dan struktural
Analisis teknik

Modifikasi
Tidak

Pembuatan
model CAD
Solidworks

Layak
Gambar Kerja

Pembuatan

Pengujian

Selesai
Gambar 3 Diagram alir proses pembuatan mesin pelet benih padi

6
Bahan
Bahan yang digunakan dalam proses
terdiri dari:
 Bison DC Gearmotor
 Stainless steel plat 1 mm
 Besi hollow 60 × 40
 Besi siku 35 × 35
 Besi plat 4.5 mm
 Besi as diameter 25 mm
 Pillow block UCP205-16
 Selang plastik 4/6 mm
 Regulated Power supply 12 VDC merek
Motana

pembuatan mesin pelet benih padi










Kran ¼ inch
Mur dan baut ukuran M12
Mur dan baut ukuran M8
Mur dan baut ukuran M5
Mur baut kuping
Aerosol PTFE Lubricant 6078
Tepung tapioka
Air dan minyak goreng
Tabung penampung cairan 1 liter

Alat
Alat digunakan untuk membantu proses pembuatan model mesin pelet benih
padi yang terdiri dari:
 Las listrik
 Kunci pas 5 mm
 Gerinda
 Kunci inggris
 Kunci pas 12 mm
 Gergaji
 Kunci pas 8 mm
 Mesin bor duduk
Alat yang digunakan dalam proses pengujian, terdiri dari:
 Timbangan digital
 Pita perekat
 Kamera digital
 Alat tulis
 Digital tachometer

Tahapan Desain
Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan untuk membuat konsep desain
mesin pelet benih padi. Tahapan-tahapan yang dimulai dari identifikasi masalah
hingga pembuatan prototipe. Berikut penjelasan tentang tahapan-tahapan
penelitian yang dilakukan:
Identifikasi Masalah
Pada tahap ini proses identifikasi dilakukan mengenai sifat fisik gabah, jenis
zat bahan penyetara dan cairan pelarut yang digunakan dalam pelapisan,
mekanisme untuk melapisi benih padi, kecepatan putar dari mesin, dan jenis
transmisi yang digunakan.
Perumusan dan Penyempurnaan Konsep Desain
Tahap ini merupakan perumusan dan pemilihan beberapa konsep desain
mesin yang dirancang. Hasil identifikasi masalah dan pengamatan dilapangan,

7
mekanisme pelapisan dilakukan dengan cara benih diputar pada 1 titik yang diberi
bahan penyetara dan cairan pelarut dan diputar terus menerus. Mesin dilengkapi
dengan pengatur putaran kecepatan mesin yang berfungsi untuk mengubah
kecepatan putaran. Hal ini disebabkan belum diketahui kecepatan putar optimum
untuk melakukan proses pelapisan benih padi. Selain itu juga dilakukan analisis
mengenai kapasitas muat mesin, kebutuhan daya dan pemilihan komponen untuk
penyaluran transmisi dan mekanisme pelapisan. Analisis teknik digunakan untuk
mengetahui bentuk, dimensi, jenis bahan dari komponen-kompenen untuk
membangun mesin pelet benih padi.
Pembuatan Model 3D
Pada tahap ini dilakukan pembuatan konsep model 3D dari mesin pelet
benih padi untuk mengetahui gambaran konsep yang telah direncanakan.
Penggambaran model 3D mesin pelet benih padi menggunakan software
solidworks 2011 SP0. Selain sebagai visualisasi dari hasil perancangan struktural,
model dari 3D juga digunakan sebagai analisis model dan mekanisme yang
dilakukan didalam software.
Pembuatan Prototipe
Gambar kerja hasil rancangan selanjutnya dibuat dalam bentuk prototipe
mesin pelet benih padi. Pembuatan prototipe dilakukan di bengkel produksi.

ANALISIS RANCANGAN DAN KONSTRUKSI
Pembuatan mesin pelet benih padi bertujuan untuk memudahkan pembuatan
lapisan benih padi sehingga mesin mampu memberi lapisan pada permukaan luar
benih padi untuk mengubah benih padi yang lonjong menjadi pelet benih padi
yang berbentuk bulat. Kriteria perancangan mesin ini meliputi:
a. Pelet benih padi memiliki diameter Ø = 10 mm
b. Pemutaran benih menggunakan tabung
c. Penggerak utama menggunakan DC gearmotor yang dapat diubah-ubah
kecepatan putarnya
d. Transmisi menggunakan poros langsung
e. Penyaluran cairan pelarut dilakukan secara manual
Rancangan Fungsional
Desain mesin yang akan dirancang memiliki bagian yang terdiri dari rangka,
tabung pencampur, sistem transmisi, dan sistem penyaluran cairan pelarut. Fungsi
dari komponen penyusun rancangan fungsional dijabarkan dalam Tabel 2.

8
Tabel 2 Uraian fungsi bagian bagian dari mesin pelet benih padi
No

Komponen

Fungsi

1

Rangka

Meletakkan dan memasang komponen bagian

2

Tabung pencampur

3

Sistem transmisi

4

Sistem penyaluran cairan
pelarut

Mencampur bahan penyetara, benih dan
cairan pelarut untuk proses pelapisan
Menyalurkan daya untuk memutar tabung
pencampur
Menyalurkan cairan pelarut untuk membasahi
bahan penyetara didalam tabung pencampur

Rancangan Struktural
Tabung pencampur
Tabung pencampur merupakan komponen untuk mencampur bahan
penyetara, benih dan cairan pelarut selama proses pemutaran. Tabung pencampur
yang dirancang memiliki kriteria:
 Tahan karat
Bahan penyetara yang digunakan adalah tepung tapioka dan cairan pelarut
yang digunakan adalah air dan minyak goreng. Tabung pencampur harus
bersifat tahan karat untuk menghindari korosi untuk pemakaian seterusnya.
Material untuk pembuatan tabung pencampur menggunakan bahan stainless
steel SS300.
 Licin atau anti lengket
Tabung yang dibuat harus memiliki permukaan yang licin pada bagian
dalamnya dan tidak lengket. Dalam perancangan ini menggunakan aerosol
PTFE sebagai anti lengket (Gambar 4).

Gambar 4 Aerosol PTFE sebagai anti lengket
Dimensi tabung pencampur untuk diameter dan panjang totalnya telah
dipilih ukurannya. Diameter mulut tabung pencampur dihitung berdasarkan
kapasitas yang dirancang. Tabung pencampur dirancang dapat memuat 0.5 kg
bahan pengisi.

9

Gambar 5 Tinggi pengisian maksimal
Dari Gambar 5 menunjukkan perhitungan volume pengisian maksimal
berdasarkan tinggi yang dihitung dari dasar badan tabung ke mulut tabung
pencampur pada posisi tegak lurus dan diberi jarak 10 mm antara mulut tabung
dengan ketinggian maksimal. Asumsi perbandingan massa benih padi dan tepung
tapioka = 1:1. Jika diketahui massa jenis benih padi = 460 kg/m3 dan massa jenis
tepung tapioka = 523.35 kg/m3, maka volume masing-masing bahan adalah:
volume benih

=
=

= 0.000543478 m3 = 543 478 mm3
volume tepung =
=
volume total

= 0.000477688 m3 = 477 688 mm3
= volume benih + volume tepung
= 551 471+ 477 688
= 1 021 166 mm3

Tabung pencampur memiliki dimensi total 300 mm × 260 mm. Diameter
badan tabung pencampur = 300 mm dan panjang mulut tabung = 110 mm. Hasil
perhitungan volume campuran bahan pada mass properties Solidworks (Tabel 3)
untuk mengetahui diameter mulut tabung pencampur.
Tabel 3 Volume campuran bahan berdasarkan tinggi pengisian
Jari - jari mulut (mm)
80
90
100
110
120

Volume bahan (mm3)
1 801 580.65
1 373 685.92
979 795.95
627 973.62
329 677.13

10
Volume bahan = 1 021 166 mm3 memiliki jari-jari yang berada diantara 90 dan
100 mm, dengan menggunakan interpolasi jari-jari mulut tabung pencampur:

mm
Jari-jari mulut tabung pencampur dipilih sebesar r = 95 mm, sehingga diameter
mulut tabung pencampur D = 190 mm.

Motor DC
Motor DC merupakan sumber penggerak utama pada mesin pelet benih padi.
Penggunaan motor DC dalam mesin ini bertujuan memudahkan operator dalam
pengaturan kecepatan putar tabung pencampur. Cara mengatur kecepatan dengan
mengubah tegangan input yang terdapat pada power supply. Mesin menggunakan
transmisi poros langsung yaitu transmisi yang digunakan untuk menyalurkan
tenaga putar mesin pada jarak dekat tanpa adanya pengurangan atau penambahan
kecepatan putar dari motor. Motor harus memiliki daya yang cukup untuk
menggerakkan tabung pencampur dan campuran bahan.
Perhitungan kebutuhan daya minimal motor didasarkan pada analisis beban
komponen yang digerakkan dengan motor. Elemen yang mempengaruhi yaitu
beban tabung pencampur dan beban campuran bahan. Perhitungan akan dibagi
menjadi dua bagian yaitu menghitung torsi putar tabung pencampur dalam
keadaan kosong dan torsi untuk memutar campuran bahan. Beban tabung
pencampur dipengaruhi oleh inersia dari tabung pencampur yang berupa silinder
dengan sisi miring pada salah satu tepi tabung. Analisis nilai inersia tabung
pencampur diketahui dengan menguji mass properties pada program Solidworks
(Gambar 6).

Gambar 6 Nilai inersia tabung pencampur pada mass properties Solidworks

11
Dari Gambar 6 diketahui momen inersia tabung pencampur adalah 43 716
209.91 gr mm2. Jumlah putaran tabung pencampur adalah 85 rpm dan asumsi
tabung pencampur mencapai rpm 85 dalam 1.5 putaran, maka diketahui:
Itabung = 43 716 209.91 gr mm2
= 0.04 kg m2
θ
= 1.5 putaran
= 9.42 rad
ω0
= 0 rad/s
ω1
= 85 rpm
= 8.90 rad/s
Dari parameter tersebut dapat dicari besar daya yang dibutuhkan dengan
mencari nilai percepatan sudut dari tabung pencampur terlebih dahulu. Persamaan
untuk menghitung percepatan sudutnya adalah
ω02

ωt2 + αθ

(1)

dimana: ω0 = kecepatan sudut awal (rad/s)
ωt = kecepatan sudut saat t detik (rad/s)
α = percepatan sudut (rad/s2)
θ = sudut putaran (rad)
Sehingga dihasilkan perhitungan α sebagai berikut:
+

8.902

α

α =

= 4.20 rad/s2

dengan diketahui nilai percepatan sudut, besar torsi tabung pencampur dapat
dihitung dengan rumus:
=I×α
dimana:

(2)

= torsi (N m)
I = momen inersia (kg m2)
α = percepatan sudut (rad/s2)

Sehingga dihasilkan perhitungan sebagai berikut:
= 0.04 kg m2 × 4.20 rad/s2
= 0.18 N m
Torsi diatas merupakan torsi untuk menggerakkan tabung pencampur tanpa beban.
Beban pada campuran bahan dipengaruhi gaya normal campuran bahan. Beban
campuran bahan = 0.5 kg (4.905 N).

12
Torsi untuk menggerakkan campuran bahan dapat dihitung dengan menggunakan
rumus:
=F×r

(3)

dimana: F = gaya (N)
r = lengan gaya (m)
maka torsi untuk memutar bahan pengisi:
= 4.905 N × 0.15 m
= 0.74 N m

Torsi total untuk memutar tabung dan campuran bahan adalah
total

= 0.18 N m + 0.74 N m
= 0.92 N m

Setelah mendapatkan nilai torsi total maka dapat dihitung kebutuhan daya motor
sebagai berikut :

Daya (P) = total × ω
= 0.92 N m × 8.90 rad/s
= 8.18 Watt = 0.01HP
Daya yang diperlukan untuk menjalankan mesin pelet benih adalah 8.18 Watt atau
0.01HP. Motor DC yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan daya tersebut
memiliki spesifikasi sebagai berikut (Tabel 4):
Tabel 4 Spesifikasi motor DC
Kategori
Merek
Model
Daya
Voltase
Ampere
RPM
Torsi
Gear Ratio

Spesifikasi
Bison DC Gearmotor
011-112-9919
1/55 HP
12 VDC
2.5 A
85 rpm
12 in-lbs
18.93:1

Poros
Poros pada perhitungan ini merupakan poros yang dirancang untuk
menerima beban momen puntir. Data yang diketahui dari Tabel 4 adalah:

13



Daya
Putaran

= 1/55HP = 0.014 kW
= 85 rpm

untuk meneruskan daya dan putaran yang dimiliki motor terlebih dahulu dihitung
daya perencanaannya (Pd) menggunakan persamaan:
Pd = fc × P

(4)

dimana: Pd = daya perencanaan (kW)
fc = faktor koreksi
P = daya masukan (kW)

Tabel 5 Jenis-jenis faktor koreksi berdasarkan daya yang akan ditransmisikan
Daya yang akan ditransmisikan
fc
1.2 – 2.0
Daya rata-rata
Daya maksimum
0.8 – 1.2
Daya normal
1.0 – 1.5

Perancangan poros pada mesin ini diambil daya maksimum sebagai daya rencana
dengan nilai faktor koreksi 1.2 (Tabel 5). Nilai ini diambil dengan pertimbangan
bahwa daya yang direncanakan memerlukan daya maksimum dari motor,
sehingga daya rencana sebesar:
Pd = fc × P
Pd = 1.2 × 0.014 kW
Pd = 0.0168 kW
Momen puntir rencana poros, dengan daya rencana 0.014 kW dan n = 85
rpm dihitung menggunakan persamaan:
(5)
dimana: T = momen puntir (kg mm)
Pd = daya rencana (kW)
n = jumlah putaran (rpm)
Sehingga dihasilkan perhitungan T sebagai berikut:

T = 192.508 kg mm

14
Bahan yang digunakan untuk poros mesin ini adalah baja S35C-D dengan
2
b = 58 kg/mm . Nilai kekuatan tarik bahan baja SC dapat dilihat
pada Lampiran 1. Tegangan geser izin yang dimiliki bahan poros tersebut dihitung
dengan persamaan:
i

dimana:

i
b

Sf1
Sf2

=F×r

(6)

= tegangan geser izin (kg/mm2)
= kekuatan tarik bahan (kg/mm2)
= faktor keamanan
= 6.0 (bahan S-C)
= faktor keamanan
= 1.3 – 3.0 (kondisi kekasaran permukaan)

Jika nilai Sf1 = 6 karena menggunakan bahan S-C dan nilai Sf2 = 2 maka besarnya
tegangan geser izin poros yaitu:
i

=
= 4.83 kg/mm2

Setelah mengetahui nilai momen puntir dan tegangan geser izin, diameter
porosnya dihitung menggunakan persamaan:
(

)

(7)

dimana: dp = diameter poros (mm)
2
i = tegangan geser izin (kg/mm )
Kt = faktor koreksi tumbukan
= 1 (beban halus)
= 1.0 – 1.5 (sedikit kejutan atau tumbukan)
= 1.5 – 3.0 (tumbukan yang besar)
Cb = faktor koreksi beban lentur
= 1 (tidak terjadi pembebanan lentur)
= 1.2 – 2.3 (terjadi pembebanan lentur)
T = momen puntir yang ditransmisikan (kg mm)
Dengan mengambil nilai Kt = 1 karena beban dikenakan secara halus, dan nilai C b
= 1 karena tidak terjadi pembebanan lentur, diameter porosnya adalah:
dp =
dp =
= 5.87 mm
Hasil perhitungan perencanaan poros dapat diketahui diameter poros adalah
5.87 mm. Akan tetapi diameter ini sangat kecil mengingat ujung poros

15
disambungkan dengan tabung pencampur yang memiliki massa 2.87 kg dengan
posisi overhang. Dikhawatirkan akan terjadi deformasi dalam pemakaian jangka
panjang. Diameter yang dipakai untuk poros adalah 25 mm. Pemilihan ini juga
bertujuan untuk mengurangi deformasi pada poros. Pemeriksaan diameter poros
rancangan dengan mencari tegangan geser akibat momen puntir menggunakan
persamaan:
(8)
= tegangan geser akibat momen puntir (kg/mm2)
T = momen puntir yang ditransmisikan (kg mm)
dp = diameter poros (mm)
Besarnya tegangan geser poros adalah:
dimana:

g

τg =

= 0.06 kg/mm2

Menurut hasil yang diperoleh dari perhitungan diatas, dapat diketahui bahwa
tegangan geser yang terjadi lebih kecil daripada tegangan geser yang diizinkan g < i
( i = 4.83 kg/mm2). Dengan hasil ini maka dapat disimpulkan bahwa poros ini aman
untuk menyalurkan daya dan putaran dari motor ke tabung pencampur.
Bantalan
Bantalan dalam mesin pelet benih padi berfungsi menopang poros dan
tabung pencampur. Bantalan yang digunakan jenis pillow block dan berjumlah dua
buah masing masing diletakkan didekat motor dan tabung pencampur. Poros
bantalan dilihat dari tampak depan (Gambar 7) dengan mengunakan skema
diagram bebas untuk memudahkan dalam analisis gaya.

R

R
ay

by

t

Gambar 7 Skema diagram bebas poros
Gaya pada tabung pencampur bekerja kebawah dan gaya reaksi yang
ditimbulkan oleh bantalan diasumsikan bekerja keatas dari pandangan tersebut.

16
Dari gambar 7 dapat diketahui jarak antar bantalan sebesar 265 mm dan jarak
antara bantalan A ke pusat massa tabung pencampur pada sumbu x yaitu 146.810
mm. Besar gaya tangensial pada tabung pencampur dihitung dengan rumus:
(9)
dimana: Ft = gaya tangensial (N)
T = torsi poros (N m)
r = jari-jari tabung pencampur (m)
jika diketahui torsi poros T = 192.508 kg mm = 1.92 N m dan jari-jari tabung
pencampur r = 0.15 m maka besar gaya tangensial pada tabung pencampur:
Ft =

σ

= 12.8 N
Reaksi tumpuan pada bantalan dihitung dengan persamaan kesetimbangan.
Momen dititik B maka reaksi tumpuan dibantalan A adalah :
ΣMB = 0
- Ft (411.81) + Ray (265) = 0
= 19.89 N
kemudian mencari kesetimbangan gaya dalam arah vertikal maka reaksi tumpuan
dibantalan B adalah:
Σ y=0
-Ft + Ray + Rby = 0
Rby = Ft - Ray
= 12.8-19.89
= -7.09 N
Menurut perhitungan diatas, arah gaya Rby pada skema diagram beban bebas
yang diasumsikan arah gayanya keatas adalah salah. Tanda minus pada
perhitungan reaksi tumpuan Rby menunjukkan arah gaya yang terjadi pada titik
bantalan B adalah kebawah. Sehingga, gaya yang bekerja pada setiap tumpuan
bantalan adalah Fra = 19.37 N dan Frb = 7.09 N. Gaya tersebut merupakan beban
radial yang dialami bantalan. Pada mesin ini diasumsikan tidak terjadi
pembebanan secara aksial (Fa = 0). Bantalan A digunakan untuk perhitungan jenis
bantalan yang dipakai karena menerima beban radial lebih besar. Menghitung
beban ekivalen dinamis yang terjadi menggunakan persamaan:
P = XVFr + YFa
dimana: P = beban ekivalen dinamis bantalan (N)

(10)

17
Fr
Fa
V
X
Y

= beban radial (N)
= beban aksial (N)
= faktor rotasi bantalan
= faktor beban radial
= faktor beban aksial

untuk beban ekivalen statis Po (N) untuk bantalan yang membawa beban radial Fr
(N) dan beban aksial Fa (N), maka beban ekivalen dinamis P (N) adalah:
Po = XoFr + YoFa

(11)

dimana: Po = beban ekivalen statis bantalan (N)
Xo = faktor beban radial
Yo = faktor beban aksial
Nilai faktor X, Y, Xo dan Yo terdapat dalam Tabel 6.

Fa/Co
0.014
0.028
0.056
0.084
0.11
0.17
0.28
0.42
0.56

Tabel 6 Faktor bantalan bola alur dalam baris tunggal
cincin
cincin
dalam
luar
Fa/VFr>e Fa/VFr≤e
e
Xo
berputar berputar
V
X
Y
X
Y
2.30
0.19
1.99
0.22
1.71
0.26
1.55
0.28
0.30 0.6
1
1.2
0.56 1.45
1
0
1.31
0.34
1.15
0.38
1.04
0.42
1.00
0.44

Yo

0.5

Jika Fa/VFr ≤ e, maka Po = Fr dan faktor e merupakan faktor nilai batasan. Pada
bantalan A, jika Fa/Fr≤e, nilai X = 1, V=1 dan Y=0 maka beban ekuivalen
dinamisnya adalah:
P = XVFra + YFa
= 1 × 1 × 19.89 + 0
= 19.89 N
Beban ekuivalen statis Po = Fra = 19.89. Mesin pelet benih padi termasuk
dalam kategori mesin pertanian sehingga umur bantalan yang disarankan bantalan
dapat bekerja hingga 2000-4000 jam (Lampiran 2). Dalam perancangan ini dipilih
umur 4000 jam, sehingga jumlah putaran yang terjadi:
L2 = 85 rpm × 4 000 jam × 60 menit/jam

18
= 20.4 × 106 putaran
untuk mengetahui besar basic dynamic load rating yang terjadi menggunakan
persamaan:
(

)

(12)

dimana: C = basic dynamic load rating (N)
P = beban ekivalen dinamis bantalan (N)
L2 = umur desain (putaran)
L1 = umur L10h pada beban C = 106 putaran
sehingga nilai basic dynamic load rating adalah:
C=
C = 54.34 N

(

)

Dari perhitungan diatas, bantalan yang dipilih harus memenuhi kriteria
berikut:
diameter lubang (d)
basic dynamic load rating (C)

= 25 mm
 54.34 N

Nomor bantalan yang dipilih adalah UCP205-16 (merk NTN), dengan spesifikasi
sebagai berikut:
diameter poros (d)
lebar (b)
housing
basic dynamic load rating (C)
basic static load rating (Co)
weight

= 25 mm
= 34 mm
= P205
= 14 000 N
= 7 880 N
= 0.8 kg

Rangka
Rangka merupakan bagian utama dari mesin pelet benih padi yang berfungsi
sebagai tempat motor, bantalan, dan tabung pencampur. Perancangan rangka
dibuat seringan mungkin untuk dapat dipindahkan tetapi harus dapat menopang
beban yang di berikan oleh komponen mesin lainnya. Bahan utama yang
digunakan dalam pembuatan rangka ini adalah besi hollow 60 × 40 dan besi siku
35 × 35.
Sistem penyaluran cairan
Sistem ini berfungsi untuk menyalurkan cairan pelarut dari tabung
penampung cairan ke dalam tabung pencampur. Komponen dalam sistem ini
terdiri dari :

19






Tabung penampung cairan
Tabung penampung cairan memiliki dimensi 68 mm × 83.8 mm × 161 mm.
Tabung penampung cairan tersebut diletakkan diatas dengan ketinggian
537.11 mm dari lantai.
Selang air
Selang air berfungsi menyalurkan cairan dari wadah penampung menuju
tabung pencampur. Selang yang digunakan dalam penelitian ini adalah selang
aerator akurium dengan diameter dalam/luar Ø = 4/6 mm
Kran pengatur
Kran pengatur berfungsi mengatur debit cairan yang dialirkan kedalam
tabung pencampur. Kran yang digunakan terbuat dari bahan kuningan
(Gambar 8) dengan spesifikasi sebagai berikut:
 Merk : Nato
 Ukuran : ¼ inch

Gambar 8 Kran air

Pengujian Mesin Pelet Benih Padi
Pengujian dilakukan sebanyak 2 kali dengan menggunakan cairan pelarut
berupa air dan minyak goreng. Masing-masing jenis cairan dilakukan 2 kali
pengulangan. Tahapan-tahapan pengujian mesin pelet benih padi dapat dilihat
pada Gambar 9. Penggunaan air sebagai bahan pelarut karena air memiliki pH
netral sehingga tidak mengubah sifat kimia benih padi. Air juga berfungsi
meningkatkan kadar air tepung sehingga dapat mengikat antar partikel tepung dan
air untuk melakukan proses pelapisan. Sedangkan minyak goreng digunakan
sebagai bahan pelarut karena memiliki viskositas lebih tinggi daripada air.
Pemilihan bahan pelarut yang memiliki viskositas lebih tinggi berfungsi
meningkatkan gaya adhesi antara bahan penyetara, bahan pelarut dan benih. Pada
tahap pengujian, pelapisan dilakukan dengan komposisi sebagai berikut:
 Massa gabah
= 0.1 kg
 Massa tepung
= 0.35 kg
 Debit air
= 0.28 ml/s
 Debit minyak goreng = 0.20 ml/s

20
Pengujian

Uji Fungsional

Tidak

Komponen
berfungsi baik
Ya
Pengukuran rpm
Menghitungan jumlah pelet
benih dan bahan yang menempel
Tegangan input 4.5 V

Mengukur penurunan cairan
pelarut
Menghitungan jumlah pelet
benih dan bahan yang menempel

Tegangan input 6 V

Mengukur penurunan cairan
pelarut
Menghitungan jumlah pelet
benih dan bahan yang menempel

Tegangan input 7.5 V

Mengukur penurunan cairan
pelarut
Menghitungan jumlah pelet
benih dan bahan yang menempel

Tegangan input 9 V

Mengukur penurunan cairan
pelarut
Menghitungan jumlah pelet
benih dan bahan yang menempel

Tegangan input 12 V

Mengukur penurunan cairan
pelarut
Selesai

Gambar 9 Diagram alir proses pengujian kinerja mesin
Benih padi sebanyak 0.1 kg dilumuri dengan cairan pelarut sebanyak 12.5 ml.
Setelah itu tepung dimasukkan kedalam tabung pencampur dan power supply
dinyalakan dengan tegangan input awal 4.5 Volt. Setelah berputar selama ± 10

21
detik, semua benih padi dimasukkan kedalam tabung pencampur. Setelah bahan
masuk, kran pengatur dibuka dengan sudut 33.8º dan ditunggu proses
pelapisannya sampai terbentuk beberapa butiran pelet. Setelah terbentuk beberapa
butiran pelet proses pemutaran dan penyaluran cairan pelarut dihentikan. Proses
tersebut diulangi untuk tegangan input 6-12 Volt. Kondisi benih selama proses
pelapisan dapat dilihat pada Gambar 10.

(a)

(b)

(c)

(d)

Gambar 10 Benih selama proses pelapisan, (a) benih sebelum diproses, (b) benih
dicampur dalam tabung pencampur, (c) benih setelah dicampur, (d)
benih setelah diproses

HASIL DAN PEMBAHASAN
Uji Fungsional
Pengujiaan fungsional dilakukan setelah pembuatan protitpe mesin pelet
benih padi sudah selesai di bengkel produksi. Mesin hasil perancangan dapat
dilihat pada Lampiran 3. Pengujian fungsional bertujuan untuk mengetahui
seluruh komponen mesin pelet benih padi dapat berfungsi dengan semestinya.
Pengujian fungsional dilakukan pada pengatur kecepatan (power supply), sistem
penyaluran cairan pelarut dan sistem transmisi (motor, poros dan bantalan).

22
Pengujian komponen power supply apakah komponen dapat berfungsi
mengatur dan mengubah banyaknya putaran yang dihasilkan dari motor dengan
cara mengubah tegangan arus yang diberikan oleh power supply. Tegangan arus
yang tersedia yaitu 4.5 V, 6 V, 7.5 V, 9 V, dan 12 V. Pengujian sistem penyaluran
cairan pelarut apakah komponen berfungsi menyalurkan cairan pelarut dari tabung
penampung cairan kedalam tabung pencampur. Pengujian dilakukan dengan
memasukkan air ke tabung penampung dan kemudian menyalurkannya kedalam
tabung pencampur dengan cara membuka kran pengatur.
Pengujian fungsional motor dan sistem transmisi dilakukan pengujian
jumlah putaran pada bagian poros. Proses pengujian ini dilakukan dengan alat
pengukur putaran yaitu digital tachometer (Gambar 11). Sebelum melakukan
pengukuran, pada permukaan poros bagian tengah dilapisi dengan selotip hitam
dan ditempelkan sebuah spotlight pada permukaan poros yang telah tertutupi oleh
selotip.

Gambar 11 Digital tachometer
Pemasangan selotip hitam bertujuan untuk mengurangi kesalahan
pembacaan pada tachometer. Pengujian putaran ini dilakukan dengan lima putaran
motor yang berbeda yang diatur dengan mengubah tegangan input dari power
supply. Masing masing tegangan yang diberikan mulai dari 4.5 V, 6 V, 7.5 V, 9 V
dan 12 V. Pengujian rpm ini dilakukan dalam keadaan tanpa beban. Pengambilan
data rpm dilakukan sebanyak 4 kali pengulangan. Dari kegiatan pengukuran
kecepatan putaran diperoleh data pada Tabel 7.
Tabel 7 Hasil pengujian putaran pada poros transmisi
Tegangan
Putaran poros (rpm)
Putaran
input (Volt)
rata-rata (rpm)
I
II
III
IV
122.3
122.9
122.2
122.4
12
122.5
9
88.7
88.3
87.4
88.2
88.2
7.5
68.8
68.6
68.3
68.6
68.6
6
53.9
53.8
53.9
53.9
53.9
4.5
36.1
35.7
35.7
35.9
35.9

23
Uji Kinerja
Pengujian kinerja dilakukan untuk mengetahui kinerja mesin apakah dapat
menghasilkan pelet benih padi yang sesuai dengan kriteria. Pelapisan pada benih
yang digunakan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:
1. Kekasaran kulit benih
2. Dimensi benih
3. Bentuk fisik
Parameter yang diperhitungkan dalam pengujian ini jumlah volume cairan
pelarut, jumlah bahan yang menempel dan jumlah benih yang terlapisi. Hasil
pelapisan dengan pelarut air tertera pada Tabel 8.

Tabel 8 Hasil pengujian mesin dengan cairan pelarut air
Tegangan
No
input
(Volt)
1
2
3
4
5

4.5
6.0
7.5
9.0
12.0

Penurunan
cairan (mm)

Volume
(ml)

Bahan yang
menempel (kg)

Ulangan
I
II
29.00 29.00
31.00 29.00
27.00 25.00
25.00 28.00
23.00 25.00

Ulangan
I
II
143.87 143.87
153.79 143.87
133.95 124.02
124.02 138.91
114.10 124.02

Ulangan
I
II
0.32
0.24
0.26
0.26
0.28
0.27
0.29
0.34
0.35
0.36

Jumlah
pelet benih
(butir)
Ulangan
I
II
65
72
53
58
44
36
37
23
28
18

Pelet benih padi hasil pelapisan dengan menggunakan bahan pelarut air
memiliki bentuk fisik yang tidak beraturan. Ukuran pelet benih padi yang
dihasilkan memiliki panjang 10-26.5 mm tetapi hanya diambil yang memiliki
diameter 10-12 mm. Pelet benih padi dengan diameter 10-12 mm memiliki jumlah
benih padi 2-3 biji. Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan menggunakan
pelarut air dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12 Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan menggunakan air

24
Sedangkan untuk hasil pelapisan dengan cairan pelarut minyak goreng dapat
dilihat pada Tabel 9.

Tabel 9 Hasil pengujian mesin dengan cairan pelarut minyak goreng
Jumlah
Penurunan
Volume
Bahan yang
pelet padi
Tegangan
cairan (mm)
(ml)
menempel (kg)
No
(butir)
input
Ulangan
Ulangan
Ulangan
Ulangan
(Volt)
I
II
I
II
I
II
I
II
1
4.5
26.50 28.00 131.47 138.91 0.19
0.23
70
68
2
6.0
25.00 26.00 124.02 128.99 0.20
0.27
52
60
3
7.5
23.50 26.00 116.58 128.99 0.24
0.27
36
29
4
9.0
22.90 23.00 113.61 114.10 0.26
0.32
36
22
5
12.0
21.50 22.00 106.66 109.14 0.43
0.33
3
6

Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan menggunakan minyak goreng dapat
dilihat pada Gambar 13.

Gambar 13 Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan menggunakan minyak
goreng
Pelet benih padi hasil pelapisan dengan menggunakan bahan pelarut minyak
goreng memiliki bentuk fisik bulat dan lonjong. Ukuran pelet benih padi yang
dihasilkan memiliki diameter 10-30 mm tetapi hanya diambil yang memiliki
diameter 10-12 mm. Pelet benih padi dengan diameter 10-12 mm memiliki jumlah
benih padi 2-3 biji.
Penggunaan bahan pelarut air dan minyak goreng menunjukkan perbedaan
pada bentuk fisik benih. Hasil pelapisan menggunakan minyak goreng memiliki
bentuk yang lebih bulat dibandingkan dengan pelapisan menggunakan air. Ratarata jumlah pelet benih padi hasil pelapisan ditampilkan dalam grafik yang dapat
dilihat pada Gambar 14.

25

Jumlah pelet benih padi (butir)

80
70
60
50

40
Rata-rata benih hasil
pelapisan

30
20
10
0
4.5

6

7.5

9

12

Tegangan Input (Volt)

Gambar 14 Pengaruh tegangan input dan jenis cairan pelarut terhadap
jumlah pelet benih padi hasil pelapisan

Gambar 14 menunjukkan adanya penurunan jumlah pelet benih padi
terhadap tegangan input terjadi pada pada kedua proses pelapisan yang
menggunakan cairan pelarut berupa air atau minyak goreng. Pengujian rata-rata
hasil pelapisan dengan uji DMRT dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10 Pengaruh tegangan input terhadap hasil pelapisan benih padi
Tegangan input (Volt)
Rata-rata hasil pelapisan (butir)
4.5
68.75a
6
55.75b
7.5
36.25c
9
29.50c
12
13.75d
Tabel 10 menunjukkan terjadi perbedaan secara nyata antara tegangan input
terhadap hasil pelapisan benih. Sedangkan untuk pengujian rata-rata jumlah bahan
yang menempel pada dinding tabung pencampur dengan uji DMRT dapat dilihat
pada Tabel 11.
Tabel 11 Pengaruh tegangan input terhadap jumlah bahan yang menempel pada
dinding tabung pencampur
Tegangan input (Volt)
Rata-rata jumlah bahan yang menempel (kg)
4.5
0.24500b
6
0.24750b
7.5
0.26500b
9
0.30250b
12
0.36750a

26
Tabel 11 menunjukkan terjadi perbedaan secara nyata antara tegangan input
terhadap jumlah bahan yang menempel pada dinding tabung pencampur. Hasil
pengujian diatas dapat diketahui proses pelapisan dengan tegangan input kecil
memiliki jumlah butiran pelet benih padi lebih banyak dan bahan yang menempel
pada tabung pencampur juga lebih sedikit dibanding pelapisan dengan tegangan
input besar. Proses pelapisan juga mengakibatkan adanya peningkatan jumlah
bahan yang menempel pada dinding tabung pencampur pada kedua proses
pelapisan. Gaya adhesi yang terjadi pada campuran tepung dan minyak goreng
lebih besar daripada campuran tepung dan air. Kondisi ini mengakibatkan hasil
pelapisannya memiliki bentuk fisik lebih kompak. Tetapi, gaya adhesi yang terjadi
tidak hanya antara bahan penyetara, bahan pelarut dan benih. Gaya adhesi juga
terjadi pada campuran bahan penyetara dan pelarut dengan dinding permukaan
tabung. Selain gaya adhesi, bahan yang menempel pada dinding tabung juga
dipengaruhi gaya sentrifugal. Gaya adhesi dan gaya sentrifugal yang lebih besar
mengakibatkan campuran bahan lebih mudah menempel pada dinding tabung.
Pada pelapisan tersebut menghasilkan pelet benih padi yang mengandung
lebih dari 1 biji benih padi. Pelet benih padi yang terdiri 1 biji masih dapat
dikategorikan seed coating. Ada beberapa kemungkinan yang menyebabkan hasil
pelapisan tidak bisa terlapisi satu persatu, yaitu
1. Bentuk fisik benih padi yang lonjong cukup sulit untuk dibuat menjadi pelet
benih berbentuk bulat
2. Masih banyak terdapat bahan yang menempel pada dinding dalam tabung
pencampur ketika proses pelapisan
3. Metode pelapisan yang belum sempurna
4. Komposisi antara jumlah, jenis bahan penyetara dan bahan cairan pelarut
yang belum sesuai
Selama pelapisan, kemungkinan dapat terjadi kerusakan fisik dari benih padi yang
terlapisi selama pemutaran. Kerusakan fisik benih dapat terjadi karena faktorfaktor berikut:
1. Suhu benih dan ruangan tabung pencampur
Suhu benih yang panas dapat mengakibatkan kerusakan fisik dan kimia.
Selain dari suhu benih, kondisi suhu tabung pencampur juga dapat
mengakibatkan peningkatan suhu pada benih.
2. Kecepatan putar mesin
Proses pemutaran benih didalam tabung pencampur dapat meningkatkan suhu
benih karena terjadi gesekan antara bahan penyetara dan dinding tabung.
Keberhasilan proses pelapisan tidak hanya terdapat pada desain, proses mekanik
dari mesin tetapi berkaitan juga dengan komposisi bahan-bahan yang ideal
sehingga terjadi kepaduan antara desain dan komposisi.

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Mesin berhasil membuat pelet benih padi berbentuk bulat. Putaran mesin
yang memberikan hasil pelapisan benih terbaik adalah 35.9 rpm. Pelet benih padi

27
yang dihasilkan memiliki diameter yang beragam antara 10-30 mm. Pelet benih
padi yang berdiameter 10-12 mm rata-rata mengandung 2-3 biji benih padi.
Bentuk fisik pelet benih padi hasil pelapisan dengan cairan pelarut minyak goreng
lebih bulat dan kompak. Putaran mesin sebesar 122.5, 88.2, 68.6, 53.9 dan 35.9
rpm memberikan hasil jumlah bahan yang menempel pada dinding tabung
pencampur tidak beda nyata.

Saran
Mesin pelet benih padi ini masih memerlukan perbaikan di beberapa bagian.
Perlu dilakukan penelitian tentang pemilihan bahan anti lengket yang cocok untuk
mengurangi bahan yang menempel pada dinding tabung pencampur. Penelitian
juga dapat dilakukan pada pengaturan posisi tabung pencampur apakah horisontal,
vertikal atau dengan sudut tertentu. Pada sistem penyaluran cairan pelarut dapat
dilakukan pembuatan sistem otomatis untuk pengaliran cairan kedalam tabung
pencampur. Perlu dilakukan penelitian tentang komposisi bahan pelapisan.

DAFTAR PUSTAKA
Achmad Z. 2006. Elemen Mesin I. Bandung (ID): Refika Aditama.
Aryunis. 2012. Evaluasi mutu gabah padi lokal pasang surut asal Kecamatan
Tungkal Ilir Kabupaten Tanjung Jabung Barat. Jurnal Penelitian
Universitas Jambi [internet]. [diunduh 31 Oktober 2014]; 14(2):47-50.
Tersedia pada: http://online-journal.unja.ac.id/index.php/sains/article/view/
851.
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2013. Rumah tangga petani gurem tahun 2013
sebanyak 14.25 juta rumah tangga, turun 25.07 persen dari tahun 2003.
Berita Resmi Statistik [internet]. 2 Desember 2013; [diunduh 2014 Agustus
31]); 16(90):12. Tersedia pada: http://www.bps.go.id/brs_file/atap_02des
13.pdf
[BSN] Badan Standarisasi Nasional. 2003. Benih Padi–Bagian 4: Kelas Benih
Sebar (BR). Jakarta (ID): BSN.
Copeland LO, McDonald MF. 2001. Principles of Seed Sience and Technology.
Boston (US): Kluwer Academic Publisher.
Giancoli DC. 2001. Fisika. Jilid ke-1. Yuhilza H, Irwan A, penerjemah; Hilarius
WH, Sylvester LS, editor. Jakarta (ID): Erlangga. Terjemahan dari: Pyhsic.
Ed ke-5.
Hamid A. 2004. Penentuan jumlah benih padi sebar langsung untuk menekan
pertumbuhan gulma. Buletin Teknik Pertanian [internet]. [diunduh 2014
Oktober 31]; 9(1):1. Tersedia pada: http://203.176.181.70/bppi/lengkap/
bt091041.pdf
Harahap R. 1998. Mesin Listrik Arus Searah. Jilid ke-1. Jakarta (ID): ISTN.
Haryadi. 2008. Teknologi Pengolahan Beras. Yogyakarta (ID): UGM Pr.

28
Hill HJ. 1999. Recent development in seed technology. Journal of New Seeds
[internet]. [diunduh 2014 Oktober 31]; 1(1): 105-112. Te